번역 (translation (protein synthesis))

한 줄 정의: 전령 RNA(mRNA)의 정보를 리보솜이 읽어, 그에 대응하는 아미노산을 순서대로 이어 붙여 단백질을 만드는 과정입니다.

쉽게 풀면

전사로 만들어진 mRNA가 세포질로 나오면, 리보솜이라는 세포 소기관이 mRNA의 서열을 세 염기씩 묶어(코돈) 읽습니다. 각 코돈은 특정 아미노산에 대응하며, 운반 RNA(tRNA)가 알맞은 아미노산을 리보솜으로 실어와 사슬처럼 이어 붙입니다. 이렇게 완성된 아미노산 사슬이 접혀 기능을 가진 단백질이 됩니다. 즉 번역은 RNA라는 "언어"를 단백질이라는 "언어"로 바꾸는 과정입니다.

왜 중요한가

번역은 유전정보가 실제 기능을 갖는 단백질로 발현되는 마지막 관문이기 때문에, 유전자 발현 조절 연구에서 전사 수준의 변화만으로는 설명되지 않는 현상을 밝히는 데 핵심적으로 다뤄집니다. mRNA 안정성, 리보솜 결합, 번역 개시 인자의 조절 등이 질병이나 스트레스 반응에서 단백질 발현량을 좌우하는 경우가 많아, 신약 개발이나 세포 스트레스 연구에서도 번역 단계를 표적으로 삼는 접근이 활발히 이루어집니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"전사 수준에는 변화가 없었지만 번역 효율이 감소하여 최종 단백질 발현량이 줄어들었다."

RNA 양은 그대로인데 그 RNA가 단백질로 만들어지는 효율 자체가 떨어졌다는 것으로, 유전자 발현 조절이 전사 단계가 아니라 번역 단계에서 일어났다는 뜻입니다.

"리보솜 프로파일링 분석 결과, 스트레스 조건에서 특정 mRNA 군의 번역이 선택적으로 억제되는 것으로 나타났다."

리보솜 프로파일링 기법으로 번역 단계의 전역적 변화를 관찰한 서술이다.

"해당 돌연변이는 리보솜 결합 부위 인근에 위치하여 번역 개시 효율을 저해하는 것으로 확인되었다."

유전 질환 연구에서 돌연변이가 번역 개시 단계에 미치는 영향을 분석한 서술이다.

조금 더 깊게 보면

번역 과정은 크게 개시, 신장, 종결 단계로 나뉘며, 각 단계는 다양한 번역 개시 인자와 신장 인자에 의해 조절됩니다. 최근에는 리보솜 프로파일링(ribosome profiling)이라는 기법을 이용해 리보솜이 실제로 결합해 있는 mRNA 부위를 전사체 수준에서 파악함으로써, 어떤 mRNA가 얼마나 활발히 번역되고 있는지를 정량적으로 측정할 수 있게 되었습니다. 이를 통해 전사량과 번역량, 그리고 실제 단백질량 사이의 관계를 구분해서 살펴보는 연구가 늘고 있습니다.

주의할 점

전사와 번역은 중심원리의 서로 다른 두 단계이므로, 논문에서 어느 단계의 변화를 측정한 결과인지 구분해서 읽어야 합니다.